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Ungewöhnlicher Blickwinkel

Zecken schützen sich vor unseren Erregern

Auch Zecken sind faszinierende Lebewesen! (Bild: Matt Pinski)

Sie sind unter Naturfreunden berühmt-berüchtigt: Zecken können uns bekanntlich gefährliche Bakterien übertragen. Doch wie nun Forscher berichten, gilt das auch umgekehrt: Die Blutsauger müssen sich vor den Hautbakterien ihrer Opfer schützen. Dazu haben sie sich einst ein Gen „gestohlen“, das ihnen die Produktion eines Antibiotikums ermöglicht. Damit machen sie der Studie zufolge den für uns harmlosen Staphylokokken-Arten den Garaus, die sie bei ihrer Blutmahlzeit aufnehmen. Unglücklicherweise wirkt die Substanz allerdings nicht gegen die Borreliose-Bakterien in den Zecken, die sie uns deshalb übertragen können, berichten die Wissenschaftler.

Auf Schmetterling, Marienkäfer und Co treffen wir gerne, doch zur Natur gehören bekanntlich auch einige Tiere, mit denen wir es nicht gerne zu tun haben: Die Zecke ist dafür ein Paradebeispiel. Denn die Parasiten haben es nicht nur auf unser Blut abgesehen – die in Europa und Nordamerika verbreiteten Arten können die Lyme-Borreliose übertragen, eine von Bakterien verursachte Erkrankung. Dieser Aspekt steht normalerweise auch im Fokus der öffentlichen Aufmerksamkeit sowie der Wissenschaft.

Doch die Forscher um Seemay Chou von der University of California in San Francisco untersuchen die Zecken bereits seit einigen Jahren aus einer anderen Perspektive heraus: Sie widmen sich der Frage, wie sich die Blutsauger selbst davor schützen, sich mit potenziellen Krankheitserregern ihrer Opfer zu infizieren. In früheren Untersuchungen waren sie dabei auf ein Gen im Erbgut der Zeckenart Ixodes scapularis gestoßen, das ein mikrobenabtötendes Protein produziert. In der aktuellen Studie haben sie nun genauer untersucht, was es mit diesem Gen namens dae2 auf sich hat.

Ein geklautes Gen

Ihre genetischen Analysen haben dabei die interessante Geschichte dieser Erbanlage aufgedeckt: Vergleiche zeigten, dass dieses dae2-Gen gar nicht ursprünglich von der Zecke stammt, sondern „geklaut“ ist. Es entwickelte sich ursprünglich in Bakterien, die die von diesem Gen kodierte Substanz als Waffe gegen andere Mikroben nutzen. In bestimmten genetischen Merkmalen zeichnet sich ab, dass die Vorfahren der Zecken das Gen schon vor mehreren hundert Millionen Jahren in ihr Erbgut übernommen haben – vermutlich zu der Zeit, als sie begannen, sich von Blut zu ernähren. Es handelte sich somit um einen interessanten Fall eines sogenannten horizontalen Gentransfers – von einem Bakterium auf ein Tier, sagen die Forscher.

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Doch vor welchen Erregern schützt das durch dae2 hergestellte Antibiotikum die Parasiten? Dieser Frage gingen die Wissenschaftler durch Tests an verschiedenen Bakterienarten nach. So zeigte sich: Offenbar richtet sich der Wirkstoff gegen Staphylococcus-Bakterien, von denen einige Arten häufig auf der Haut von Säugetieren inklusive Mensch vorkommen. Es handelt sich dabei in der Regel um sogenannte Kommensalen – Mikroben, die mit uns friedlich koexistieren. „Nachdem wir das Dae2-Protein in ein Fläschchen mit einer durch Staphylokokken-Bakterien getrübten Kulturflüssigkeit gegeben haben, klärte sich die Frage buchstäblich“, so Chou. Der Wirkstoff macht diesen Mikroben demnach sehr schnell den Garaus.

Raffinierte Ausrüstung

Um zu untersuchen, wie wichtig dieser Effekt für die Gesundheit der Zecken ist, führten die Forscher Analysen an den Blutsaugern durch. Es zeigte sich, dass das Protein in deren Verdauungssystem und Speichel gebildet wird. Offenbar vernichtet es dadurch die für die Parasiten schädlichen Mikroben bei der Aufnahme des Bluts. Wie wichtig dies ist, wurde deutlich, als die Wissenschaftler das Gen beziehungsweise das Produkt in einigen Versuchszecken ausschalteten: Sie zeigten im Gegensatz zu Vergleichstieren Entwicklungsstörungen.

Wie weitere Untersuchungen ergaben, werden die Erreger der Lyme-Borreliose allerdings nicht von dem Zecken-Antibiotikum abgetötet. Doch das ist auch nicht nötig, sagen die Wissenschaftler, denn es ist bekannt, dass diese Bakterien den Blutsaugern nicht schaden. „Es macht keinen Sinn, dass Zecken Bakterien abtöten, von denen bekannt ist, dass sie mit ihnen problemlos koexistieren“, sagt Chou. Für uns wird dieser Aspekt allerdings zu einem erheblichen Gesundheitsrisiko. „Die Ergebnisse verändern damit die Sicht darauf, wie Zecken mit Mikroben interagieren. Mikroben, die von Zecken übertragen werden, verursachen weltweit Krankheiten bei Menschen und Tieren, aber das ist nur die Hälfte der Geschichte: Die Kommensalen der Parasiten werden bei uns zu Erregern und unsere können wiederum der Zecke zu schaffen machen“, resümiert die Wissenschaftlerin.

Quelle: University of California in San Francisco, Cell Press, Fachartikel: Cell, doi: 10.1016/j.cell.2020.10.042

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Wissenschaftslexikon

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